刻舟求剑教学设计 逢三缸必反的人 和刻舟求剑没什么两样

2018-11-13 - 刻舟求剑

大家小时候都听过“刻舟求剑”的故事,主人公的佩剑落水以后,天真的在船舷上做个记号,希望可以在船停以后下水找剑。殊不知流淌的河水滚滚向前,怎么可能再找回宝剑呢?

三缸发动机近两天是大家讨论很多的话题,盖因越来越多的厂商开始大规模推广三缸小排量发动机,于是各路“懂车帝”们把三缸发动机狠狠批斗了一番,用曾经开比亚迪F0,甚至更久远的夏利的使用经验,对三缸发动机大加鞭笞。

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可能有人会说,夏利停产也就是近几年的事情,经过天津一汽N轮魔改的夏利车型,的确是到2011年才最终停产的。但追根溯源,夏利的技术平台,来源于日本大发工业(Daihatsu Motor)1986年推出的微型轿车Charade,而且在二十多年的时间里,伴随初代夏利引进的那款1.0L三缸发动机也没有进行过本质性的升级,于是国人对三缸发动机的印象就此封印在了80年代。

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用一款30年前的入门级家轿的使用感受,来评价今天的发动机技术,这样的逻辑和刻舟求剑是不是很相似呢?

三缸发动机的节能优势很大

逻辑虽然幼稚,但“三缸=抖动”的观点却挺有市场。理由也很简单,因为三缸发动机的确有天生劣势,奇数气缸与偶数气缸相比,抑制震动的难度要更高一点。但难度高不等于做不到,否则也不会出现各大厂商扎堆推出三缸发动机这样的盛况。

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还是以夏利的“亲爹”大发工业为例。大发和铃木一样,都算是汽车工业版图里的小字辈,他们不以规模化致胜,而是专注于小型车和小排量发动机的开发。我们在日本街头常见的“方盒子”,就是大发和林木最擅长的领域:K-CAR。

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K-CAR在日本有着广阔的市场,小尺寸大空间,灵活实用且占地面积小,非常符合日本用户的实际需求。K-CAR的发动机排量上限是0.66L,同时还有最大64匹马力的功率上限,所有厂商无一例外都使用三缸发动机,而且开发重点都集中在燃油经济性上。

以大发工业旗下的车型为例,其目前在售的K-CAR车型,大都可以实现接近30km/L的JC08工况燃费值,最低甚至只有35km/L,也就是2.85L/100km,而且这都是在不借助混合动力技术的前提下就实现的。了解各国排放法规的人都知道,JC08测试工况,比NEDC和我国工信部的测试方式都更接近人们的实际用车习惯,其油耗数值的参考性相当高。

三缸发动机≠四缸减一缸

三缸发动机的燃油经济性优势,被很多人解读为应对日益严苛的排放法规,所不得不采取的行动。我想这其中恐怕还是存在很多误解。

如果没有排放法规,日本厂商会不会在K-CAR上使用四缸发动机呢?我想也并不会。

在排量较小的情况下,“强行”使用多气缸是一种得不偿失的做法,因为那会让单个气缸的缸径变得特别小。空间变小的同时,基本的火花塞、气门、凸轮轴这些零部件一个都不能少,导致工艺难度几何级增长,而且过分紧凑的设计也不利于长期运转的可靠性。所以没有任何一个厂商会选择开发一台0.66L的四缸机,这并不是巧合或者应对法规的无奈,而是基于工程开发常识的共同选择。

日本K-CAR的排量限制相对比较极端,但相同的情况其实也出现在了欧洲。目前欧洲在售的排量低于1.0L的发动机,已经完全是三缸发动机的天下。

和日系厂商所不同的是,欧洲并不存在K-CAR这个特殊车种,欧洲厂商在开放三缸发动机时,考虑的不仅仅是欧洲市场,更需要考虑全球的驱动系统战略布局。所以三缸发动机在欧洲其实早已不是新鲜事物,从2014开始,欧宝、宝马、标致、福特等品牌都大规模导入三缸发动机,自2015年开始,国际发动机大奖(international engine of the year)的1.5L以下个组别就已被三缸机所牢牢把持。

事实上减小排量和涡轮增压是欧洲厂商对内燃机趋势的两大基本判断,只不过当主流排量从2.0L下降到1.5L时,普通消费者的感知没有那么明显,因为毕竟还是传统四缸机。但是从1.5L继续下探到1.2L乃至1.0L这样的排量时,大家的“心理反弹”就出现了,因为缸数减少了。

一个比较有意思的事情是,几乎所有目前主流的三缸发动机,都是全新开发的产品系列,而不是各家厂商原有四缸发动机产品的所谓“阉割版”。于是出现了一个有意思的现象,那就是看似为低油耗、低成本而生的三缸发动机,反而成了观察未来发动机技术趋势的风向标。

为了在更小排量更少气缸的前提下,仍然能够提供良好的动力性能,以及实现低燃费,主流厂商都采取了一系列措施来优化三缸发动机的运转质量。

举一个大家讨论比较多的例子:DLC涂层,也就是我们常说的“类金刚石涂层”。

DLC涂层的应用可以说是材料科技进步助推内燃机性能提升的生动事例,DLC涂层(也称DLC膜)在硬度、耐磨性等方面都明显优于传统的零部件涂层工艺,而且因为其摩擦系数更小,采用DLC涂层可以减少发动机机油的消耗。所以它不仅对于整机的运转平顺性和耐久有帮助,还无形中降低了工程师在小型化发动机的有限空间内设计油路系统的难度。

通用的ECOTEC系列1.3T三缸发动机把它用在活塞环部分,而PSA集团的1.2THP则是在活塞挺杆处使用DLC。搭载这两款发动机的车型我自己都实际体验过,如非事先知晓,很难从行走质感上来判断他们的发动机到底是三缸还是四缸。

当然一台好的发动机,绝不仅仅是一个先进的涂层工艺就可以实现的,举这个例子只是想说明,判断一台发动机的运转质量,并不能简单的“唯缸数论”,更要看其中应用了哪些技术,以及实际应用的效果如何。

除了汽车,DLC涂层另一个常见的使用场景是在一些高端腕表上,可以让原本容易出现划痕的不锈钢表带变得坚硬耐磨,DLC涂层本身的黑色哑光质感也和那些走户外探险风的腕表品牌(沛纳海等)比较契合。汽车发动机和手表,原本是并不相关的两件东西。但技术是不分行业的,同时谁都不会对先进技术say no。

在不久的将来,我们还会看到包括稀薄燃烧等更先进的技术在三缸发动机上的应用,目前主流三缸发动机的架构,都为这些后续技术的导入做了预留,所以三缸机下一轮效率提升只是时间问题。当使用三缸发动机的宝马、MINI、福特、别克们满街跑的时候,再say no的人恐怕只有两种:强装个性、食古不化。

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